Лабораторная работа № 10

p-элементЫ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Часть 1. P-элементы III и IV групп (Алюминий. Углерод)

Цель работы

Изучение способов получения и физико-химических свойств p-элементов III и IV групп.

Оборудование и реактивы

Пробирки, пробиркодержатель, фарфоровые чашки, тигель, спиртовка, спички, газоотводные трубки, холодильник, штатив, колба Вюрца, аппарат Киппа, наждачная бумага.

Алюминия Al (cтружки), мел или мрамор СаСО₃ (к), дистиллированная вода; растворы: соляная кислота HCl (2 н. и конц.), серная кислота H₂SO₄ (2 н. и конц.), азотная кислота HNO₃ (конц.), гидроксид натрия NaOH, хлорид алюминия AlCl₃, сульфат алюминия Al₂(SO₄)₃,сульфид аммония (NH₄)₂S, гидроксид кальция Са(ОН)₂, питьевая сода NaНСO₃, хлорид бария BaCl₂, сульфат меди CuSO₄, карбонат натрия Na₂CO₃; индикаторы: универсальная индикаторная бумага, фенолфталеин.

Экспериментальная часть ⁸

Опыт 1. Взаимодействие алюминия со щелочами

В пробирку поместите немного стружек алюминия и прилейте 30%-ный раствор гидроксида натрия. Пробирку закройте пробкой с газоотводной рубкой.

________________________________________________________________________________

Докажите опытным путем, что выделяющийся газ – водород. Перед поджиганием газа проверить водород на чистоту!

________________________________________________________________________________

Опыт 2. Взаимодействие алюминия с водой

Положите в пробирку немного опилок алюминия и смешайте с 3–5 мл воды. Происходит ли реакция?__________________ Прокипятите опилки, добавите 2–3 мл разб. раствора щелочи. Затем слейте жидкость, несколько раз промойте опилки водой для удаления щелочи и оставите их постоять с водой. Через некоторое время наблюдайте выделение пузырьков газа. Доказать опытным путем, какой газ выделяется.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Опыт 3. Взаимодействие алюминия с кислотами

3.1. В две пробирки положите немного стружек алюминия и прилить в одну пробирку 2 н. раствор соляной кислоты HCl, в другую – 2 н. раствор серной кислоты H₂SO₄.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Подогрейте пробирки с разбавленными кислотами. Что наблюдаете? Указать окислитель и восстановитель.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

3.2. В пробирку опустите немного стружек алюминия и прилейте конц. серной кислоты H₂SO₄ (тяга!). Осторожно нагрейте пробирку.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

3.3. Кусочек алюминия, зачищенный наждачной бумагой опустить в пробирку. Прилейте немного конц. азотной кислоты HNO₃ (тяга!) Происходит ли растворение металла в кислоте на холоде?

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Через несколько минут осторожно слейте кислоту, не встряхивая металл (почему?), промойте его водой 2–3 раза. Затем прилейте конц. cоляной кислоты HCl. Наблюдайте, происходит ли взаимодействие алюминия с HCl.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Затем слейте соляную кислоту, промойте металл водой и снова добавьте конц. азотную кислоту. Осторожно нагрейте пробирку.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Опыт 4. Получение гидроксида алюминия и исследование его свойств

К раствору соли алюминия (AlCl₃) прилейте по каплям раствор гидроксида натрия NaOH до образования осадка._______________________________________________________

Разделить осадок на две пробирки и исследуйте его отношение к раствору соляной кислоты HCl и к раствору гидроксида натрия NaOH.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Опыт 5. Гидролиз солей алюминия

Испытйте раствор сульфата алюминия Al₂(SO₄)₃ индикаторной бумагой. Сделать вывод о силе гидроксида алюминия как основания.

________________________________________________________________________________

Напишите уравнения реакций ступенчатого гидролиза сульфата алюминия в молекулярном и ионном виде. Объяснить, почему гидролиз данной соли не идет до конца.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

К раствору сульфата алюминия прибавьте раствор сульфида аммония (NH₄)₂S.

________________________________________________________________________________

Полученный осадок отфильтруйте, промойте на фильтре водой и разделите на две части. К одной части прибавьте разб. соляную кислоту, к другой – раствор щелочи. Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Образование каких веществ обусловливает течение гидролиза до конца?

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Опыт 6. Получение углекислого газа и его взаимодействие со щелочами

Получите CO₂, действуя соляной кислотой на мрамор СаСО₃ в аппарате Киппа.

________________________________________________________________________________

Подтвердите кислотные свойства СО₂ реакцией нейтрализации щелочи. Налейте в пробирку 1 мл раствора NaOH (1 М) и добавьте 2–3 капли фенолфталеина. Окраска раствора ____________________________ показывает на наличие ионов ОН^–. Пропустите газ из аппарата Киппа. Исчезновение окраски означает, что ионы ОН^– связаны в Н₂О. После этого закройте кран аппарата Киппа. При взаимодействии СО₂ с о щелочью происходят реакции:

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Опыт 7. Получение карбоната и гидрокарбоната кальция

В пробирку налейте 1 мл раствора гидроксида кальция Са(ОН)₂. Опустите в раствор газоотводную трубку от аппарата Киппа, откройте кран и пропускайте СО₂, внимательно наблюдая за изменениями, проходящими в пробирке. Как только раствор помутнеет, закройте кран.

________________________________________________________________________________

Разделите содержимое пробирки на две части. Через одну из них вновь пропустите углекислый газ до образования прозрачного раствора. Закройте аппарат Киппа. Исчезновение осадка обусловлено превращением нерастворимого карбоната в растворимый гидрокарбонат.

________________________________________________________________________________

Опыт 8. Взаимодействие карбонатов и гидрокарбонатов с кислотами

Поместите в пробирку маленький кусочек мела. Внесите в пробирку несколько капель соляной кислоты. Обратите внимание на характерное шипение, обусловленное выделением СО₂._____________________________________________________________________________

Внесите в пробирку один микрошпатель твердой соли NaНСO₃ (питьевой соды) и добавьте несколько капель кислоты, пронаблюдайте выделение углекислого газа.

________________________________________________________________________________

Опыт 9. Особенности взаимодействия карбонатов с солями металлов

В три пробирки налейте по 1 мл растворов хлорида бария BaCl₂, сульфата меди CuSO₄, хлорида алюминия AlCl₃. В каждую из трех пробирок добавьте по каплям раствор Na₂CO₃ до выпадения осадков. Отметьте цвет.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________